Tratamientos Térmicos Objetivos Tema VII Tratamientos Térmicos Objetivos Conocer los principales tratamientos térmicos aplicados a los metales y aleaciones. Discriminar entre los mismos para aplicaciones comunes.

Tratamientos Térmicos Conferencia 10 Sumario Tema VII Tratamientos Térmicos Conferencia 10 Sumario Tratamientos térmicos Volumétricos. Tipos, objetivos y aplicaciones. Templabilidad. Tensiones internas. Defectos que se producen en el tratamiento volumétrico. Tratamientos térmicos superficiales. Temple superficial por alta frecuencia. Tratamientos termoquímicos del acero. Bibliografía Básica : Metalografía, Tomo I, A. P. Guliaev, pp 283-335 W. Callister , pp 328-350

keywords Heat treatment Hardening, surface hardening hardenability Tempering Annealing Normalizing Precipitation heat treatment (precipitation hardening) Solution heat treatment and Aging Temper embrittlement Quenching, soaking

Parámetros fundamentales del TT Parámetros básicos del TT velocidad de calentamiento (régimen, Vc) Temp. de calentamiento. (Tc) tiempo de mantenimiento Velocidad de enfriamiento (medio de enfriamiento) Calentamiento Mantenimiento Enfriamiento tiempo

Calentamiento Mantenimiento Enfriamiento [Tc] Transformación de fases, solubilización o precipitación de la fase en exceso, recristalización [Vc] Tensiones internas Mantenimiento [Tm, tm] Homogenizar temperatura y composición química, completar la transformación (tiempo mínimo para evitar grano grueso, oxidación, descarburación) Enfriamiento [Ve,Te] Define la estructura final. Hay que minimizar las tensiones internas. (medios: salmuera, agua, aceite, aire, sales fundidas)

Se requieren diferentes propiedades en la superficie y el núcleo Tipos de tratamientos térmicos Se requieren diferentes propiedades en la superficie y el núcleo NO Tratamientos volumétricos SI Tratamientos superficiales

Los tratamientos volumétricos pueden ser: Recocido Normalizado Temple Revenido

Tratamientos termicos volumétricos Recocido: estructuras estables, eliminar tensiones surgidas en tratamientos mecánicos anteriores, facilitar maquinado posterior Enfriamiento en el horno, ablandamiento de recristalización de globulización completo incompleto

Tratamientos termicos volumétricos Normalizado: estructuras estables, eliminar tratamientos térmicos erróneos, mejorar estructura Enfriamiento al aire, estado de suministro

Tratamientos termicos volumétricos Temple: estructuras inestables o metaestables, aumentar dureza y resistencia Enfriamiento a V>Vc (generalmente salmuera, agua o aceite) temple

Revenido Es un tratamiento que se aplica después del temple ; se calienta por debajo de la temperatura de transformación de fase, y persigue eliminar las tensiones surgidas durante el temple, así como transformar la austenita residual en martensita de revenido. Puede ser bajo, medio y alto en dependencia de la temperatura de tratamiento.(Revisar tema de Transformaciones)

Revenido bajo: Revenido medio: Revenido alto: <200 oC. Garantiza elevada dureza y resistencia. Revenido medio: Se utiliza para aumentar las propiedades elásticas Revenido alto: >426 oC. Se utiliza para aumentar la tenacidad El revenido a 300 oC provoca una disminución de resiliencia inevitable. (Fragilidad de Revenido de I tipo) Si el revenido se da entre 540 y 680 oC ha de enfriarse rápido para evitar la disminución de la resiliencia. (Fragilidad de Revenido de II tipo).

Representación de los tratamientos térmicos en un diagrama TTT para un acero eutectoide.

Precipitación de partículas de segunda fase (Envejecimiento) Diagrama Al-Cu: comportamiento del precipitado (4,4 % Cu)

Obtención del precipitado coherente incoherente Desarrollo de la partícula de la fase  en la aleación Al-Cu: desarrollo de zonas GP Fase intermedia ‘‘ Fase final CuAl2

Obtención del precipitado Evolución del endurecimiento en el tiempo

Templabilidad

Ensayo Jominy

Banda de templabilidad para el acero 8640

Factores que influyen en la templabilidad Composición química de la aleación Medio de enfriamiento Forma y tamaño de la pieza

Composición química

La razón de enfriamiento dentro del interior de una pieza de acero varía con la posición y depende de su geometría y tamaño Agua Aceite

Defectos que se producen en el TT Dureza Insuficiente o excesiva (Tc o Venf inadecuadas Puntos blandos en el temple (Tc baja) Fragilidad excesiva (Tc muy alta, grano grueso, Tr inadecuada) Descarburacion y oxidacion (Uso de atmosferas no controladas) Torceduras, deformaciones, grietas: (tensiones excesivas o posición inadecuada)

Tratamientos térmicos superficiales Temple superficial a la llama, por alta frecuencia, por laser Tratamientos termoquímicos del acero cementación, nitruración, cianuración, cromización, aluminación

Temple Superficial Alta velocidad de calentamiento (fuentes muy potentes y localizadas) Tiempo corto de tratamiento (no hay tiempo a que el núcleo alcance alta temperatura) Regulación de la profundidad de capa templada Campo alterno variable en el tiempo Corrientes de Foucault

Tratamientos termoquímicos Difusión de un elemento químico Cementacion (C) Nitruracion (N) Cianuracion (C y N) Cromización (Cr) Aluminizado (Al) Temperatura tiempo Algunos son tratamientos finales y otros iniciales

Cementacion Aceros con < 0,25 %C Cem + T + Rev Bajo Solida o gaseosa 1.1%C en la superficie Capas de ~ 1mm Elevadas durezas superficiales Alta resistencia a la fatiga

Hiper eutectoide hipo mat. base

Estudio Individual Tipos de Temple superficial. Discriminar entre ellos según aplicación Tipos de tratamientos termoquímicos. Aplicaciones típicas